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移动荷载作用下柔性圆拱的平面外失稳和振动。 (英语) Zbl 07847863号

概述:柔性轻质拱形结构在智能工程应用中越来越多地用作组件。在移动横向荷载作用下,此类结构容易发生各种类型的失稳。在这里,我们使用几何精确杆理论研究了铰接圆拱在均匀移动点荷载下的变形和振动,以考虑大的屈曲前和屈曲后变形。我们首先考虑无惯性的拟静力学问题。我们发现,对于开口角相对较大的拱而言,足够大的横向荷载将导致平面外的翻滚失稳,而不是导致开口角较小的拱失效的平面内坍塌(snap-through)。在随后的动力学研究中,在充分考虑惯性的情况下,我们探讨了荷载速度对这种横向屈曲的影响。我们发现速度对三维弯扭振动和不稳定性的开始具有延迟(甚至抑制)作用。基于数值计算,我们提出了描述这种效应的幂律。我们的研究结果强调了惯性在弹性不稳定性发生中的作用。

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74-XX岁 可变形固体力学
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参考文献:

[1] Fríba,L.,移动荷载下固体和结构的振动(Springer Netherlands,Dordrecht,1972),https://doi.org/10.1007/978-94-011-9685-7。 ·Zbl 0301.73015号
[2] Pesterev,A.V.、Yang,B.、Bergman,L.A.和Tan,C.A.,《重新审视移动力问题》,J.Sound Vib.261(2003)75-91,https://doi.org/10.1016/S0022-460X(02)00942-2.
[3] Ouyang,H.,《动载动力学问题:教程(简要概述)》,《机械》。系统。信号处理25(2011)2039-260,https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2010.12.010。
[4] Yang,Y.B,Yau,J.D.,Urushdaze,S.和Lee,T.Y.,《承受移动列车荷载的简支梁共振和消除的历史回顾:从理论到实践》,《国际结构杂志》。刺。Dyn.23(2023)2340008,https://doi.org/10.1142/S021945542340084。
[5] Mhatre,S.、Boatti,E.、Melancon,D.、Zareei,A.、Dupont,M.、Bechthold,M.和Bertoldi,K.,基于旋转输入弯曲梁屈曲的可部署结构,Adv.Funct。材料31(2021)2101144,https://doi.org/10.1002/adfm.202170261。
[6] Li,Y.,Yu,H.,Yu.,K.,Guo,X.和Wang,X.,空间编程液晶弹性体及其铁磁复合材料的可重构三维介观结构,Adv.Funct。材料31(2021)2100338,https://doi.org/10.1002/adfm.202100338。
[7] Hu,N.和Burgueño,R.,屈曲诱导的智能应用:最新进展和趋势,smart Mater。结构24(2015)063001。
[8] Timoshenko,S.P.和Gere,J.M.,《弹性稳定性理论》,第2版。(麦格劳希尔国际,新加坡,1985年)。
[9] Croll,J.G.A.和Walker,A.C.,《结构稳定性要素》(麦克米伦出版社,伦敦,1972年)。
[10] Ziemian,R.D.,《金属结构稳定性设计标准指南》,第6版。(John Wiley&Sons,新泽西州霍博肯,2010年)。
[11] Kang,Y.J.和Yoo,C.H.,《薄壁曲梁》。二: 拱屈曲的分析解,ASCE J.Eng.Mech.120(1994)2102-2125。
[12] Spoorenberg,R.C.、Snijder,H.H.、Hoenderkamp,J.C.D.和Beg,D.,《有限元法下辊弯钢拱的平面外稳定性设计规则》,J.Constr。《钢铁研究》79(2012)9-21,https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2012.07.027。
[13] La Poutré,D.B.、Spoorenberg,R.C.、Snijder,H.H.和Hoenderkamp,J.C.D.,《辊弯钢拱的平面外稳定性——实验研究》,J.Constr。《钢铁研究》81(2013)20-34,https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2012.11.004。
[14] Bradford,M.A.,Uy,B.和Pi,Y.-L.,中心集中荷载下拱的平面内弹性稳定性,J.Eng.Mech.128(2002)710-719,https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:7(710)。
[15] Pi,Y.-L.和Bradford,M.A.,在突然集中荷载作用下,销轴固定浅拱的非线性动力屈曲,非线性动力学73(2013)1289-1306,https://doi.org/10.1007/s11071-013-0863-2。
[16] Chen,J.S.和Lin,J.S,移动点荷载下浅拱的动态突跳,J.Vib。《声学》126(2004)514-519,https://doi.org/10.1115/1804991。
[17] Zhao,X.W.和van der Heijden,G.H.M.,移动荷载下大变形杆的平面动力学,J.Sound Vib.412(2018)309-325,https://doi.org/10.1016/j.jsv.2017.09.037。
[18] Bradford,M.A.和Pi,Y.-L.,《轴向均匀受压下拱的侧向扭转屈曲的新解析解》,《工程结构》41(2012)14-23,https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.03.022。
[19] Usami,T.和Koh,S.Y.,薄壁曲线构件的大位移理论及其在圆拱横向扭转屈曲分析中的应用,《国际固体结构杂志》16(1980)71-95·Zbl 0426.73045号
[20] Zhao,X.W.,van der Heijden,G.H.M.和Hu,Z.D.,《承载移动质量的梁和杆的振动》,J.Phys.:Conf.Ser.721(2016)012016,https://doi.org/10.1088/1742-6596/721/1/012016。
[21] Antman,S.S.,《非线性弹性问题》,第2版。(Springer,纽约,2005年)·邮编1098.74001
[22] Hodges,D.H.,环和高拱的非线性平面内变形和屈曲,《国际非线性力学杂志》34(1999)723-737·Zbl 1342.74064号
[23] Pi,Y.-L.,Bradford,M.A.和Uy,B.,拱的平面内稳定性,《国际固体结构杂志》39(2002)105-125,https://doi.org/10.1016/S0020-7683(01)00209-8. ·Zbl 1037.74020号
[24] Goyal,S.、Perkins,N.C.和Lee,C.L.,《基尔霍夫棒的非线性动力学和回路形成及其对DNA和电缆力学的影响》,J.Compute。《物理学》209(2005)371-389,https://doi.org/10.1016/j.jcp.2005.03.027。 ·兹比尔1329.74154
[25] Murray,R.M.,Li,Z.和Sastry,S.S.,《机器人操作数学导论》(CRC出版社,佛罗里达州博卡拉顿,2017),https://doi.org/10.10201/9781315136370。
[26] Chung,J.和Hulbert,G.M.,《改进数值耗散的结构动力学时间积分算法:广义-(α)方法》,J.Appl。机械60(1993)371-375,https://doi.org/10.1115/12900803。 ·Zbl 0775.73337号
[27] Erlicher,S.、Bonaventura,L.和Bursi,O.S.,非线性动力学问题的广义-(α)方法分析,计算。机械28(2002)83-104,https://doi.org/10.1007/s00466-001-0273-z。 ·Zbl 1146.74327号
[28] U.Nowak和L.Weimann,高度非线性方程组的牛顿码族,技术报告TR-91-10,Konrad Zuse Zentrum für Informationstechnik,柏林(1991),http://www.zib.de/weimann/NewtonLib/index.html。
[29] Eftekhari,S.A.,关于承受集中荷载的梁和矩形板微分正交弯曲和受迫振动分析中Dirac-delta函数的数学处理的注释,应用。数学。型号39(2015)6223-6242,https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.01.063。 ·Zbl 1443.74044号
[30] E.J.Doedel、A.R.Champneys、T.R.Fairgrie、Y.A.Kuznetsov、B.Sandstede和X.J.Wang,AUTO97:常微分方程的连续和分岔软件(1997),http://indy.cs.concordia.ca/auto。
[31] Zhao,X.W.和van der Heijden,G.H.M.,《动态扭转屈曲:预屈曲波和延迟不稳定性》,Commun。非线性科学。数字。模拟69(2019)360-369,https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2018.09.017。 ·Zbl 1455.74042号
[32] Liu,M.,Gomez,M.和Vella,D.,弹性贯穿不稳定性的延迟分岔,J.Mech。物理学。固体151(2021)104386,https://doi.org/10.1016/j.jmps.2021.104386。
[33] Nelson,F.C.,简支圆环段的平面内振动,国际力学杂志。科学4(1962)517-527。
[34] Nelson,F.C.,《夹紧圆环段的平面外振动》,J.Acoust。Soc.Am.35(1963)933-934。
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